金刚石工具用Ni-Co合金粉末的制备及表征

在金刚石工具领域,纯钴基以及钴基金刚石工具具有优良的使用性能,但钴价格很高,使纯钴基以及钴基金刚石工具的使用受到了限制,所以代钴研究具有重大的实际意义。镍和钴同属于过渡族元素,两者物理和化学性质非常接近,故镍代钴有一定的可行性。采用草酸盐共沉淀法得到前驱体,然后将前驱体煅烧还原的工艺制得N i-Co预合金粉末;对前驱体进行了X射线、热(差热和热重)分析,结果表明,通过共沉淀法得到的前驱体是固溶体;对预合金粉末进行了性能表征,所制得的N i-Co预合金粉末氧含量低,形貌近似球形,粒度均匀;通过共沉淀反应前的成分设计,可制备出成分含量连续变化的预合金粉末;通过改变制备工艺参数,可制取不同粒径的粉末。本实验的粉末成分设计是:70N i-30Co(w t%)。     

Co、Al对二次硬化钢微结构影响的穆谱研究

用穆谱技术研究了Co、Al元素对二次硬化钢微结构的影响,发现Co在二次硬化钢中的分布会影响Ni、Cr、Mo原子在其中的分布;Co、Al都促进奥氏体向马氏体转变,减少残余奥氏体量,都促进合金碳化物的形成,增加其析出量。因此在无Co钢中为提高强度可加入适量的Al元素。     

底镀层对陶瓷封装芯腔表面高温变色的影响

研究了Ni底镀层和不同Co含量的Ni-Co合金底镀层对陶瓷封装芯腔镀金层表面抗高温变色能力的影响。420℃、15 min的高温考核表明:w(Co)超过10%以上的Ni-Co合金底镀层,对陶瓷封装芯腔表面抗高温变色能力明显优于纯Ni底镀层。镀层中w(Co)超过10%以上时,抗高温变色能力并不会随着Co含量增加而提高,仅随底镀层厚度的增加而明显增强。因而在陶瓷封装中,采用厚度大于4 mm的、含Co 15%左右的Ni-Co合金,代替Ni作为底镀层是可行的。     

Ni-Co/纳米金刚石复合镀层抗磨损性能的研究

采用电沉积法在45#钢样品表面制备了含有纳米金刚石的镍-钴合金基复合镀层。对复合镀层的显微硬度和微观结构进行了测试。并考察了阴极电流密度、镀液pH值等主要工艺参数对纳米复合镀层耐磨性的影响。结果表明：纳米金刚石的弥散强化作用,可以有效地提高镀层的硬度。在干摩擦条件下,纳米复合镀层的耐磨性是镍-钴合金镀层的3倍;     

结晶器铜板Ni-Co电镀层的耐磨性

针对含Co质量分数不同的Ni-Co电镀层,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度表征其组织结构和硬度,采用高温销/盘磨损试验机评价其在室温和280℃时与35CrMo钢销或Si3N4陶瓷球配副时的耐磨性。结果表明:随Co质量分数增加,结晶取向变化、晶粒细化和固溶强化作用将镀层硬度从2.03GPa提高至3.96GPa,增强抵抗硬质点犁削的能力。280℃试验后,镀层的磨损量相比室温成倍增加,与钢销对摩后,1.5%Co镀层磨痕表面粘附钢销材料,其磨损量低于硬度较高的27%Co镀层;与陶瓷球对摩后,27%的Co质量分数促进磨损过程中生成Co的氧化物和形成耐磨的摩擦反应层,使镀层磨损量相比1.5%Co镀层下降65.4%。结合结晶器使用工况考虑,27%Co有利于提高Ni-Co电镀层的耐磨性。     

镍钴合金在低共熔溶剂中的共沉积行为

在低共熔型离子液体氯化胆碱-乙二醇(ChCl-EG)体系下对镍钴(Ni-Co)合金共沉积行为进行研究。 采用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)研究 Ni-Co 合金在 ChCl-EG 中的电化学行为,通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对 ChCl- EG 及添加不同金属盐的体系进行红外吸收分析,使用扫描电子显微镜( SEM/ EDS)分析 Ni-Co 合金微观形貌及元素组成,结合 X 射线衍射仪(XRD)对 Ni-Co 合金进行物相分析。 结果表明:ChCl-EG 体系是以胆碱结构和氢键结构形式存在;70 ℃下,ChCl-EG 体系中 Ni-Co 合金的还原电位范围为 -0. 6~ -1. 13 V,而 Ni-Co 合金形核过程遵循三维成核生长规律;在恒电位下制备得到的 Ni-Co 合金微观形貌为均匀致密的球形晶粒,且通过控制电位可以得到不同 Co 含量的 Ni-Co 合金镀层。     

模拟海洋环境中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护研究

目的提高AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。方法采用化学镀前处理在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的Ni-Co合金镀层。分别采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)分析合金镀层的表面形貌、微结构特点和化学成分。采用动电位极化(PC)和电化学阻抗谱(EIS),分析测试在模拟海洋环境(中性3.5%Na Cl溶液)中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。结果镁合金表面化学镀Ni-P镀层均匀覆盖,晶粒生长较致密,表面呈菜花状形貌,Ni-P镀层中P质量分数约为5.6%。Ni-Co合金镀层表面均匀且呈金字塔状形貌,形成了面心固溶体(FCC),镀层中Co质量分数约为31%。Ni-P镀层和Ni-Co合金镀层的厚度分别约为11μm和19μm。在模拟海洋(中性3.5%Na Cl溶液)环境中,镁合金裸基体、化学镀前处理Ni-P镀层、Ni-Co合金镀层的腐蚀电位分别为-1485、-372、-284 m V,其腐蚀电流密度分别是3.4×10-5、1.8×10-6、2.9×10~(-7) A/cm2,所拟合的电荷转移电阻分别为4.72×103、1.70×104、2.06×106?/cm2。结论化学镀前处理Ni-P镀层可为镁合金提供较好的腐蚀防护,Ni-Co合金镀层能够为镁合金提供更显著的腐蚀防护。     

脉冲电刷镀Ni-Co镀层及其硬度的研究

目的优选脉冲参数,获得具有较高显微硬度的电刷镀Ni-Co合金镀层。方法采用脉冲电源制备电刷镀Ni-Co合金镀层,以显微硬度为性能指标,对比考察CoSO_4浓度、电压、频率和占空比对Ni-Co合金镀层的影响,并研究了最优工艺参数下Ni-Co-MoS_2复合镀层硬度随MoS_2浓度的变化情况。结果电刷镀Ni-Co合金镀层的显微硬度随镀液中CoSO_4浓度的升高先增大后减小,当CoSO_4质量浓度为40 g/L时,镀层硬度达到最大值597.4HV。在4~12 V范围内,电压的增大以及占空比的减小,会使镀层硬度增大。随着频率的增大,镀层硬度呈增大趋势;频率达到1200 Hz后,镀层硬度轻微下降。加入一定量MoS_2,复合镀层硬度先增后减。结论在CoSO_4质量浓度为40 g/L、电压12 V、频率1000 Hz、占空比0.5的条件下,制备出的镀层硬度最大。与未加MoS_2的电刷镀Ni-Co镀层相比,Ni-Co-MoS_2复合镀层硬度有所下降;随着MoS_2浓度增加,复合镀层硬度先增大后减小,当MoS_2质量浓度为20 g/L时,复合镀层硬度达到最大值547HV。     

Surface tension of molten Ni-（Cr, Co, W） alloys and segregation of elements

Surface tension of molten Ni-(Cr, Co, W) alloys was measured at the temperature of 1 773-1 873 K in an Ar+3%H2 atmosphere using an improved sessile drop method. The segregation of Cr, Co and W in alloy was calculated and analyzed using Butler's equation. The results show a good agreement between measured and calculated data. The surface tension of molten Ni-(Cr,Co, W) alloys decreases with increasing temperature. In Ni-(Cr, Co, W) alloys, the element with lower surface tension tends to segregate on the surface of molten alloy while that with higher surface tension tends to segregate inside of the molten alloy. The larger the differences in surface tension, atom radius and electron configuration between solvent and solute are, the more significant the segregation is. As a result, Ni segregates onto the surface and Co and W segregate inside the alloys.     

电沉积Ni-Co合金工艺条件的研究

研究了硫酸镍 -硫酸钴 -氯化钠体系中钴含量在 4 0 %以下的 Ni- Co合金镀层的影响因素。讨论了温度、p H、电流密度、Ni/ Co质量比、时间等因素对镀层沉积速度和腐蚀速度的影响。通过试验得出了电沉积过程的最佳工艺条件。